Výživa a stárnutí ve světle EBM (Je možné stárnout pomaleji ? )
Z. Zadák, R. Hyšpler, A. Tichá FN a LF UK Hradec Králové
Definice stáří 1. Kalendářní věk vs. biologický věk 2. Arbitrární kalendářní hranice 65-74 počínající stáří (young - old) 75-84 stáří (old) 85-94 vyšší stáří (old-old) 95 a výše dlouhověkost
Vlivy působící na biologický věk a bioindikátory 1. Biologická involuce sarkopenie, pokles funkce orgánů – ledviny, CVS … metabolické limity, inzulinová rezistence 2. Vliv výživy snížení příjmu potravy (↑ délky života) biologická hodnota potravy (antioxidanty, stopové prvky, vitaminy, esenc. AK, PL, PUFA …) 3. Choroby, polymorbidita a polypragmasie v terapii 4. Fyzická inaktivita (ovlivnění sarkopenie) 5. Vliv prostředí xenobiotika, konzervancia záření (ionizující, UV, fyzikální vlivy) poškození DNA
91 let
62 let
Touhou lidstva odedávna je žít dlouho, kvalitně, se všemi pozitivy života a bez utrpení. (elixír života, elixír mládí – mýtus nebo realita budoucnosti?)
Splnění těchto cílů se jeví nadějné při změně strategie řešení problému stárnutí Cílem je chorobám předcházet a využít životního potenciálu organizmu dříve, než léčit chorobné děje a jejich následky (viz úvahy J. E. Purkyně) PRINCIPY: Délka života závisí na: • rychlosti výdeje energie • spotřebě potravy (Pearl 1928, Pearl 1998) • limitovaném počtu buněčných dělení (cca 50 dělení a pak zástava – Hayflick 1975, 1999) a zásobě kmenových buněk ve tkáních orgánů a jejich plasticitě (genetických vlivech) • hromadění neodstranitelných přebytečných dějů a prvků (systémová redundance)
Konec jedince každého živočišného druhu je předem „naprogramován“ 1) 2) 3) 4) 5)
Konečným počtem buněčných dělení (Hayflickův limit – cca 50 dělení) Zástavou dělení, kterou indukuje protein kódovaný genem na 4. chromozomu (gen MORF 4 – mortality factor na chromosomu 4) Vyčerpáním délky telomeru Vyčerpáním zásoby kmenových buněk Délka života Homo sapiens - 85-90 střední, 120-130 maximální
Role telomeru •
•
Telomery – DNA sekvence na konci chromozomu – funguje jako „hlídač“ neporušeného genomu, při každém dělení se telomer zkrátí a tím není zkrácena DNA chromozomu, která nese informaci Když je opakovaným dělením buňky telomer postupným zkracováním vyčerpán, genetická informace se stává nestabilní a buňka se nedělí nebo podléhá mutacím a hyne.
Poškození a reparace DNA
Measurement of DNA breaks by single cell gel electrophoresis (the comet assay) 30µl whole blood + 1 % LMP agarose (85 µl ) 370C LYSIS BUFFER 1 % triton X-100 2.5 M NaCl 10 mM Tris 0.1 M EDTA
(Endonuclease III)
Calibration of the comet assay by X - ray
90 80
0.3 M NaOH 1 mM EDTA
40C 40 min then electrophoresis For 30 min at 25 V,300 mA fluorescence microscopy Image analysis
Ly
Hela
HEL
70
% tail DNA
+
60 50 40 30 20 10 0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
Gy
9 10
Čím můžeme ovlivnit délku a kvalitu života již nyní – příklady.
Možnosti prodloužení a zlepšení kvality života 1) 2)
Zachováním funkční a metabolické role svalstva (výživa, cvičení) Zachováním výkonnosti CNS (aktivizace, cvičení, zapojení mechanizmů stimulujících vznik nových gangliových buněk, specifické výživové faktory – fosfolipidy, PUFA-omega 3, esenciální aminokyseliny, taurin, vitaminy, antioxidanty)
3) Vyloučením rizikových faktorů ( poškození DNA) - způsob výživy a styl života
Příčiny stimulace syntézy TAG a snížené lipolýzy ve stáří 1. Hyperfagie → hypertrofie abdominální tukové tkáně → snížení biologické aktivity inzulinu
2. Hyperinzulinemie • •
zvýšení syntézy TG potlačení počtu inzulinových receptorů ve svalstvu a v játrech → snížení oxidace glukózy → zvýšení syntézy FFA v játrech potlačení lipolýzy
3. Redukce svalové hmoty • • •
do 50 let ↓ o 5 % každou dekádu věku nad 60 let ↓ o 10 % každou dekádu věku („ anatomická přestavba těla „) V 80 letech dosáhne snížení hmoty svalstva o 40 % proti stavu ve 30 letech (sarkopenie)
Důsledky: • • • • •
snížení oxidace volných mastných kyselin (VMK) vzestup VMK → snížená oxidace glukózy steatosa svalstva inzulinorezistence → hyperinzulinemie metabolický syndrom, oberzita, aterosklerosa, KVO
Obsah tuku v lýtkovém svalu člověka při zobrazení NMR
Inzulin-senzitivní
Inzulin rezistentní
IML koreluje s inzulinovou senzitivitou u nediabetiků Inzulinová senzitivita r = -0.692 p < 0.0017
90 75 60 45 30 15 0 1.2
1.6
2.0
2.4
2.8
3.2
IML (maximální intenzita H2O rezonance v %) Krssak M, et al. Diabetologia 1999; 42: 113-6
Vliv výživy
Definice „Středomořské výživy“ („Mediterranean Diet“) 1. Středomořská výživa má nejméně dvě varianty : - Zvýšená spotřeba olivového oleje, zeleniny, ovoce, vína - Zvýšená spotřeba α-linolenové kyseliny, ω-3 PUFA - EPA DHA, nízká spotřeba saturovaných mastných kyselin, vysoká spotřeba přírodních antioxidantů (tokofereoly, resveratrol a antioxidanty z vína
Selection of Studies – Fish Oil and Olive Oil (continuation) Authors 4. The Lyon diet heart study, MD vs prudent western study
Aims and results of study High α-linolenic acid, vegetable oil, fish oil, natural antioxidants, fibre - protective effect in secondary prevention
5. ATBC study (Rapola, J.M., et Dietary ω-3 PUFA improves al., Heart, 1998, 79, 454course of CHD 458, randomized, double blind, placebo controlled) 6. GISSI preventive trial (Lancet, 1999, 354, 447455)
ω-3 PUFA treatment for 3,5 years decreases significantly rate of death, myocardial infarction and nonfatal stroke
Efekt „Středomořské výživy“ na celkovou a kardiovaskulární mortalitu
Sacks F.M., Katan M., Am J Med, 2002, p. 21S, (Fig 4)
Dietní a farmakologická léčba – výsledky studií Studie EBM 1. Metaanalýza studie 4S - samotná skupina nad 68 l. (1021 probandů ve věku 65–70 let, 73–78 let při ukončení) 2. Sekundárně preventivní studie CARE A LIPID, primárně preventivní studie WOSCOPS (4843 osob nad 60 let)
Výsledek Snížení RR vaskulárních příhod o 28 %, Snížení celkové mortality
Snížení RR kardiovaskulárních příhod o 26 %, Snížení celkové mortality
Čím můžeme ovlivnit délku a kvalitu života v budoucnosti
Režimová opatření – pohybová aktivita a výživa metabolické důsledky 1. Fyzická zátěž a biologicky hodnotná výživa pomáhá udržet objem svalové hmoty 2. Aktivní svalová hmota zvyšuje citlivost tkání na inzulin (zlepšuje metabolický syndrom) a pomáhá udržet BMI 3. Periodické a programované lačnění zajišťuje udržení optimální BMI a distribuci tuku v těle 4. Už krátkodobý trénink zlepšuje spektrum plazmatických lipidů (↓ ↓ LDL, ↑ HDL – studie s 70–87 let starými ženami – úprava lipidogramu po 10 týdnech cvičení (Fahlman, M., J. Geront. 2002)
Jednoduchý závěr podpořený četnými studiemi a metaanalysami : Trvalé usilovné fysické zatížení a energeticky chudá strava !!!
Perspektivy buněčné terapie využití kmenových buněk a ochrana DNA v boji proti stárnutí •
• • •
Transplantace kmenových buněk k reparaci svalstva (Kinoshita T., 1996, Liang K.W., 2004) Stimulace a využití kmenových buněk v reparaci CNS Ovlivnění funkce telomerázy Prevence poškození a zvýšení reparace DNA
Děkuji za pozornost
